Н. В. Блинов, аспирант
Московский физико-технический институт
Исследовательский центр им. М. В. Келдыша
Двигатели малой тяги применяются для поддержания и коррекции орбиты космических аппаратов. Большой интерес к холловским двигателям или к двигателям с замкнутым дрейфом электронов связан с их высоким удельным импульсом тяги и высокими ресурсными характеристиками. Это делает их основными кандидатами для использования с составе двигательных установок на спутниках нового поколения для выполнения задач коррекции рабочей орбиты и транспортных операций в околоземном космосе и межпланетном пространстве.
Тем не менее, несмотря на длительное изучение (ускорители с замкнутым дрейфом появились в конце 60-х г.г. в СССР), отсутствует ясность по многим ключевым вопросам. Одним из них является взаимодействие плазменной струи холловского двигателя с окружающей плазмой, формирование в этой области колебаний, причины их возникновения и развития или затухания.
Цель данной работы является исследование процессов, протекающих непосредственно за ускоряющей зоной холловского плазменного двигателя, а также в его струе. В работе уделено внимание колебательным процессам в плазме холловского двигателя, а точнее узкому диапазону ионных колебаний от 20 до 50 кГц, образующихся в области пика магнитного поля, распространяющихся в струе и взаимодействующих с окружающей плазмой.
Одним из вопросов, возникающих при работе холловского двигателя, является наличие в плазменной струе ионов с аномально высокой энергией. Существует ряд объяснений данного явления, но все они имеют ряд существенных недостатков. Поэтому в работе предложен иной механизм образования подобных ионов, связанный с взаимодействием ионных колебаний пучка с колебаниями окружающей плазмы.
Помимо создания математической модели было проделано несколько серий экспериментов. Проведенные эксперименты косвенно подтвердили правильность выбранной теории. Однако стоит отметить, что необходимо дальнейшее экспериментальное исследование данного вопроса.
